组卷网 > 高中物理综合库 > 热学 > 分子动理论 > 分子间的相互作用力 > 分子间的引力、斥力合力与距离的关系图像
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:326 题号:16289005
地球是我们赖以生存的家园,这颗漂亮的蓝色星球之所以这么迷人,是因为地球上存在着丰富的水资源。如图所示,是水存在的三种形态:

1.冰是水的固态形式,固体分为晶体和非晶体两种,请问冰是晶体还是非晶体?请你说出判断依据。
2.由液态变为气态的过程,称为汽化。请根据液体和气体的微观结构区别,说一说为什么水汽化成水蒸气的过程需要吸收热量?
3.下左图是分子间相互作用力随分子间距的变化示意图,请你在该图的基础上,画出分子势能随分子间距变化的示意图。

4.利用液体热胀冷缩的性质,伽利略制作了第一支温度计。已知标准大气压下,20℃时水的密度为,36℃时水的密度为,请结合以上图像,说一说温度升高时,水的内能的变化情况。
5.已知标准状况下,水的密度为,水蒸气的摩尔体积为,阿伏加德罗常数为。请根据以上数据,估算的水中所含水分子数与的水蒸气中所含水分子数,并根据结果分析气体和液体中分子间距的大小关系。
6.一定质量的水蒸气(可看做理想气体)经过如图所示的一系列状态变化过程。

(1)比较c状态与a的状态的体积大小,写出你的判断依据。
(2)比较b状态与c状态的内能大小,写出你的判断依据。
(3)分析从a状态到b状态的过程,气体应该吸热还是放热?(要求写出分析过程)
(4)经过abca的循环过程,气体是对外做功了,还是外界对气体做功了?
7.水不但是生命之源,还为我们提供了大量的能源,三峡大坝(如图所示)年发电量超过1000亿千瓦时。随着科技与生产力的不断进步,人类对能源的需求也在不断增长,请你结合热力学第二定律,简要说说人类在开发与利用能源时有哪些需要注意的事情。

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(1)如图1所示,内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度v0v0<),使小球在碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g

a. 若以AB为零势能参考平面,写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式;
b. 求小球能到达的最大高度h;说明小球在碗中的运动范围,并在图1中标出。
(2)如图2所示,ab为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能EP与它们之间距离xEP-x关系图线如图3所示。

假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上)。当两分子间距离为r0时,b分子的动能为EK0EK0<EP0)。求ab分子间的最大势能EPm;并利用图3,结合画图说明分子bx轴上的运动范围。
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【推荐3】类比是研究问题的常用方法。双原子分子中两原子AB在其平衡位置附近振动,以A为坐标原点O,沿着AB的连线建立r轴,如图1甲所示。如果选定原子距离无穷远处势能为零,则AB之间的势能EP随距离r变化的规律如图1乙所示。

 

a.若B只在r=r0点附近小范围内振动,EPr变化的规律可近似写作,式中k均为常量。假设A固定不动,B振动的范围为,其中a远小于r0。请在图2中画出B在上述振动范围内受分子力F随距离r变化的图线,并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值Ekm
b.若某固体由大量这种分子组成,请结合图1乙分析说明,当温度升高时,物体体积膨胀的现象。
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